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OSB制造中的膠粘劑選擇

媒體:國際木業  作者:宮成 辛波
專業號:張前衛 2016/8/15 16:35:07

作為近年來發展速度最快,技術最為成熟的新板種OSB被認為是未來最有發展前景的板材。目前OSB已經被廣泛應用于木結構建筑、家具、包裝、裝飾裝修等行業。在歐美國家,OSB已經成為木結構建筑、家具及包裝的主要應用板材,每年有超過2000萬m³的消費量,并且保持著持續、良好的增長態勢。

OSB一般采用徑級在250px以上的優質木材為原料,通過定向鋪裝,賦予板材優異的抗壓抗彎性能和良好的握釘力,而MDI膠粘劑的使用更賦予了OSB無甲醛添加、防水性能優異的獨特特點,并且可以有效提高產品生產效率。機械化、自動化的加強和膠粘劑性能的提高,以及木材的高效率利用,將共同推動OSB成為未來板材行業的新寵兒。

目前人造板行業中的主流膠粘劑都可以被用在OSB的制造中,包括脲醛膠、酚醛膠、三聚氰胺甲醛膠以及MDI膠等。在滿足不同場合及性能需求的前提下,不同膠種都有其獨特的特點和優勢。從國外近十年的發展趨勢來看,隨著各國對甲醛釋放控制要求的提高,MDI膠將會受到越來越多的廠家的青睞。據統計,北美OSB制造商70%以上采用MDI膠粘劑生產,并且從脲醛及酚醛切換的趨勢愈加明顯。針對MDI膠的應用特點,其主要優勢表現在以下幾個方面:

1 膠粘劑無甲醛添加

MDI是化學名為多苯基甲烷二異氰酸酯的一類物質,是制備聚氨酯的最主要原料之一。聚氨酯具有橡膠、塑料的雙重優點,廣泛應用于化工、輕工、紡織、建筑、家電、建材、交通運輸、醫療、航天等領域,其優異的理化性能和安全性能,使其能夠應用于我們生活的方方面面,包括服裝纖維、冰箱保溫、建筑裝飾,甚至在醫療方面植入人體的器官。

由于MDI膠粘劑不含甲醛,并且揮發性極低,因此在生產過程中能夠極大的避免化學物質對人體的傷害。而MDI膠粘劑生產的板材經過高溫固化形成穩定的化學物質,不會釋放甲醛及其他有機化學物質,杜絕了產品使用中對環境的污染。

2 施膠量低

MDI膠粘劑的粘接原理不同于傳統三醛膠。傳統三醛膠粘劑為物理粘接,而MDI為化學粘接。MDI中的-NCO基團可與木材中的水分和纖維素中的-OH發生化學反應,形成穩定的化學物質。從微觀上看,可使材料形成分子間的交聯,從而使傳統的“面粘接”降低為“點粘接”,極大的減少了膠粘劑使用量。一般而言,根據不同的OSB等級劃分,MDI的使用量在9-24kg/m³,僅相當于傳統三醛膠的1/4—1/5。

3 熱壓周期短

由于MDI膠粘劑的化學反應特性,同樣可以加快膠粘劑的固化速度,減少熱壓時間,從而提高生產效率。從北美OSB生產廠家的應用經驗來看,MDI的固化速度至少較脲醛膠快30%,而相較于酚醛膠,優勢更為明顯。除此之外,MDI還可根據客戶需求提供快速固化的特殊產品,從而協助客戶達到更高的生產效率及更優的產品品質。

4 板材性能優異

由上述MDI膠粘劑化學粘接的特點,可以很容易推出,其制得的板材性能將大大超過傳統物理粘接原理的膠粘劑。微觀上從范德華力向化學鍵力的轉變,極大的提高了板材的內結合力和防水防潮性能。有研究表明,MDI定向結構板的靜曲強度、蠕變性能都遠遠優于脲醛膠,這與其初始靜曲強度和較強的抗濕性能是分不開。

表1 物理力學性能測試對比

 

施膠量

MOR(N/mm2)

MOE(×103N/mm2)

MDI試件

3%

56

9.4

UF試件

3%

28

9.5

UF試件

6%

39

9.4

* 試件名義密度600kg/m³,厚度20mm,MOR和MOE均為板材定向方向測試值。

5 綜合成本低

綜合以上優點,從施膠量、熱壓時間以及制品物理性能的角度綜合考慮,MDI具有良好的性價比。同時隨著MDI價格逐漸趨于合理,價格競爭優勢逐漸明顯,這也成為歐美OSB廠家選擇MDI的一個主要原因。

 

當然MDI在應用中也存在一系列的問題,比如粘板問題、施膠控制精確的需求,以及MDI本身的儲存特性等等。這些都已通過多年的實踐生產得到了有效解決。目前針對粘板問題,有多種脫模劑可以匹配使用;而施膠控制方面,在設備廠家的努力下也得到了有效的控制;MDI的儲存和使用,從MDI制造商的角度,有豐富的經驗和成套的解決方案幫助客戶共同完成產品的切換。相信未來在中國OSB的發展道路上,MDI將成為一種有競爭力的膠粘劑產品可以滿足用戶的特殊需求,并為用戶創造價值。

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